67巻5号

研究論文


レーザ距離計を用いた圃場内自動作業車両の2次元位置計測

樹野淳也・田島 淳・寺田 裕・石井忠司・加藤雅義・玉木浩二

キーワード:レーザ距離計,2次元位置計測,農作業システム,誘導

 

 著者らは,圃場外運搬車両と圃場内作業車両の2種類のロボット車両による太陽電池駆動型農作業システムの開発に取り組んでいる。これらの車両に資材の入搬出,電源供給,位置決めなどの種々の機能を分散させることにより,システムの簡素化や合理性を追求しようとするもので,本報では比較的安価で高精度な2次元位置計測法について提案し,その実用性を検討した。具体的には,1台のレーザ距離計を用いて,圃場外運搬車両から圃場内作業車両の2次元位置計測を行う装置を製作し,圃場内作業車両が1m間隔で20mまで発進停止を行う誘導実験を行った。停車時の計測結果のRMSを求めたところ,x座標およびy座標は,それぞれ約13mm, 6mmとなった。


自然背景中の果実検出(第2報)
――数学的形状記述と果実探索――

ソムチャイ リムシロラタナ・池田善郎

キーワード:果実,自然背景,パパヤ,楕円フーリエ記述子

 

 第1報では,原色比(R/G, R/B, G/B)の閾値処理と最大値・最小値フィルタを利用して,自然背景中のパパヤ果実(Carica papaya L.)の輪郭を抽出する方法の提案を行った.しかし,重なりやノイズのような自然環境因子によって,抽出輪郭は完全な閉曲線とはならなかった.この不完全な輪郭画像から果実の大きさと位置を得るために,まず果実の代表形状を決定し,それを空間周波数領域で人為的に変形させ,探索対象の点列と変形形状とが一致する複数の形状を重心間の距離によってクラスタリングを行う.こうして得られた同一グループの平均形状で果実の大きさと位置を決定することができる.


米粒への水の吸収と移動に関する基礎的研究(第1報)
――液体窒素冷却による氷結晶生成を利用した吸水現象の観察――

目崎孝昌・佐竹利子・福森 武・池田善郎

キーワード:米粒,吸水,氷結晶,液体窒素

 

 米粒における短時間の水の移動に関する研究は,洗い仕上げ無洗米のような精米後の処理技術を開発するために重要である。米粒内への吸水速度は,乾燥や精米後の表面処理状態によって大きく影響を受けることが予測される。しかしながら,微視的な穀粒構造の中で水移動を観察することは困難であった。本研究では,液体窒素による急速冷却効果を利用して,浸透水の氷結晶化による微細構造の変化をとらえ,精白米中の吸水現象を可視化することを試みた。その結果,精白米のデンプン胚乳(デンプン貯蔵組織)では,まず水は複粒デンプンを通過し,二次的に単粒デンプンを通って浸透した。さらに,白米表面に糊粉層を残すと穀粒への吸水が妨害されることが確認され,アリューロン層を残すことは水浸入の防止策となるものと考えられる。


直播テンサイ用自動間引き・除草機の開発(第3報)
――自動間引き・除草機の動作機構及び動作性能――

寺脇正樹・片岡 崇・岡本博史・端 俊一

キーワード:リンク機構,自動制御,設計,テンサイ,間引き,除草

 

 直播テンサイ用の自動間引き・除草機の開発を行った。本機は,間引き・除草作業部,CCDビデオカメラ,2つのコンピュータ(PCとワンチップマイコン(PIC))及び制御回路から構成される。間引き・除草作業部は,間引き・除草機構,油圧システム,第5輪,ゲージ輪から構成される。CCDビデオカメラでテンサイ及び雑草を撮影し,PCで画像処理した後に間引くテンサイを判断する。PICでは走行距離の計測と油圧シリンダによって開閉される間引き除草刃の動作を制御する。間引き・除草機構の動作性能を検証した結果,間引き除草刃の開閉時間(100ms),開閉力(3.6kN以上)に使用上問題がないことが確かめられた。


直播テンサイ用自動間引き・除草機の開発(第4報)
――自動間引き・除草機の性能評価――

寺脇正樹・片岡 崇・岡本博史・端 俊一

キーワード:テンサイ,雑草,直播栽培,自動制御,間引き,除草

 

 開発した自動間引き・除草機について,模擬テンサイによる動作精度を検証し,テンサイほ場での自動間引き実験を行った。間引き除草刃の開閉精度は最大誤差43mmで制御可能であることが示された。また,間引き・除草アルゴリズムも十分実用的であることが確認された。ほ場実験の結果より,テンサイ株数比は88.2%で,テンサイの損失は11.8%であったが,除草率は94.8%と高いことが明らかとなった。以上から,開発した自動間引き・除草機で自動間引き・除草作業を行うことが可能であることが示された。


傾斜地における任意のコースに追従するトラクタの自律走行

朱 忠祥・武田純一・鳥巣 諒

キーワード:傾斜地,ファジィコントローラ,軌道追従,自律走行,移動ロボット,フィードバック制御

 

 傾斜牧草地で任意に与えられた走行軌道に沿ってトラクタを誘導させるため,上下2層で構成されるファジー制御器(FC)とそれを用いた新しい軌道追従手法を開発した。上層のFCは下層FCの全制御過程を定めるために,斜面の傾斜度と車両の姿勢を利用した。他方,下層のFCでは横方向と姿勢角の各偏差値から自律誘導するための最適操舵角の変化を得た。設計した軌道追従法では,制御点の位置と方位の二つから,曲線路に追従する操舵角を決定した。フィールドテストの結果,任意方向の直線軌道に対しては追従誤差の平均が−0.02m, 標準偏差が0.06mであった。また,曲線軌道については走行実験の最終時点で,横偏差の最大値と方位誤差の最大値が,それぞれ0.08m以下,11°以下であった。

 

技術論文


ショウジョウバエのレーザによる物理的防除(第1報)
――レーザ照射が害虫の活性度へ及ぼす影響――

大林弘嗣・佐藤邦夫・伊藤信孝・王 秀崙・高木滋樹

キーワード:害虫防除,二酸化炭素,レーザ,ショウジョウバエ

 

 化学的防除法に代わる物理的防除の手段としてレーザを用いる研究を進めるにあたり,その防除効果を評価する方法が必要となる。本研究ではショウジョウバエを実験対象とし,その呼吸によって発生する二酸化炭素の量を計測することにより,その活性度を数値的に考察することを試みた。また,レーザの特性の違いによって実験対象に対する効果の違いを調べた。その結果,実験対象生物の活性度を数値的に計測できることを確認した。また,波長1,064nmの近赤外レーザと比べ,532nmの緑色レーザを照射する方が,より効果的であるとともに,緑色レーザの照射効果において照射エネルギー密度6kJ/m2付近にしきい値の存在が推測される結果を得た。


氷蓄熱冷却式貯蔵庫による伊予柑の貯蔵とシステムの熱負荷特性の解析

疋田慶夫・河野俊夫

キーワード:氷蓄熱,貯蔵,青果物,熱負荷

 

 氷蓄熱冷却式の貯蔵庫を導入し,伊予柑を利用した貯蔵試験に基づき,従来の冷凍機冷房による貯蔵方式と比較した場合の氷蓄熱方式の貯蔵特性を検討した。また,貯蔵庫と氷蓄熱槽における熱負荷の分析によりシステム稼動時の経済性について考察した。5℃による貯蔵期間中の貯蔵庫内の相対湿度は,約1℃の冷水を利用した蓄熱方式が冷凍機冷房によるものより明らかに高く,蒸散作用による果実の質量減少を顕著に抑制した。また,果実の体積減少も顕著に抑制された。果実の見かけ密度,果皮の色彩,クエン酸および糖含有量においては貯蔵方式による顕著な差異は認められなかった。稼動時の経済性を向上するには,氷蓄熱槽の熱効率の向上が今後の課題である。


大粒種子整列播種装置の開発(第1報)
――欠粒防止機構と2次鎮圧機構を備えた播種装置――

小林 研・藤井桃子・山田久也・清水修一

キーワード:整列播種装置,2次鎮圧,欠粒センサ,種子方向,播種位置,ウリ科野菜,大粒種子

 

 扁平で長円形状を持つ大粒種子を対象として開発された整列播種装置について,一粒播種精度と整列精度の向上及び播種された種子のセル内における発芽孔位置の揃い向上に取り組み,欠粒防止機構及び播種直後に播種床を再度鎮圧する2次鎮圧機構を備えた新たな整列播種装置を開発した。
 この新しい整列播種装置について,ウリ科台木用種子を供して試験を行った結果,整列播種精度は95%以上となり,欠粒防止機構の有効性を確認するとともに,種子性状に応じて2次鎮圧を行うか否かを選択することで,整列精度及び播種位置の揃いを向上させ得ることを確認した。


大粒種子整列播種装置の開発(第2報)
――画像処理装置を搭載した整列播種装置――

山田久也・清水修一・小林 研・藤井桃子・笹谷定夫

キーワード:整列播種装置,接ぎ木,ウリ科台木種子,画像処理,発芽孔

 

 第1報で報告したウリ科台木種子の長辺短辺を整列する機能に加え,画像処理装置を搭載し,発芽孔の方向まで揃えて播種できる整列播種装置を開発した。
 発芽孔の方向判定アルゴリズムは,種子の長辺短辺をメカニカルにおおむね揃えた後,長辺方向の両端エッジからそれぞれ数mm内側に入ったところの種子幅を比較するものとしたが,99%以上の精度で判定できた。画像処理の所要時間は,約0.09s/粒であった。
 試験の結果,精度(1セルあたり1粒播種し,その種子長辺方向が設定に対し±30°以内,かつ発芽孔方向が揃っている割合)は約95%,能率は約5,000粒/hとなり,2〜3人の省力化が可能となった。

 

速  報


園芸施設環境制御装置電源用太陽電池モジュールの開発とハウス内への設置方法の検討

谷野 章・土屋 和・西 和夫・森山友幸・井手 治・外谷 優

キーワード:太陽電池,電力,エネルギー,園芸施設,設置方法

 

資  料


超低水分籾の精米加工

山口浩司

キーワード:籾水分,乾燥,挫折剛度,精米歩留,完全粒歩合,ひび割れ粒,水浸割れ粒,長粒種

 

 イラン・カスピ海沿岸地域の精米所では,平型乾燥機を利用した3日間の連続乾燥で籾水分を6〜8%(w.b. 以下省略)まで落としてから籾摺精米を行い,籾からの精米歩留と完全粒歩合を向上させている。
 本報は,低水分乾燥籾の籾摺精米加工を解明するため,室内試験を実施してこれらを検証した。その結果,イランの在来種Tarom Shamsiは,籾水分が14%付近の籾摺精米では,精米歩留66.0%(供試籾に対する割合,以下同様),完全粒歩合54.6%(全白米に対する割合,以下同様)であるのに対し,籾水分が10%以下の場合,それぞれ70.4%と68.7%に向上した。また精米直後の白米や水分平衡(吸湿)後のひび割れ粒と水浸による割れ粒の様相について報告する。